一种频率自适应可调的吸声装置

本发明提供一种频率自适应可调的吸声装置，属于吸声。

背景技术：

1、随着生活水平的提高，噪声污染逐渐进入大众视野，对于高性能吸声装置的研发能够满足目前环境保护领域和舒适性领域研发的关键需求。在铁路和公路运输系统中，各类载运工具在设计中均使用了吸声装置，在载具运行过程中保证噪声能够被控制在合理的范围内，对内部的乘员和精密仪器仪表设备进行保护。此外，在建筑、航空航天等多种领域，吸声装置都是必不可少的。

2、吸声装置从结构上进行分类可以分为多孔材料型吸声装置和亥姆霍兹共振型吸声装置，对于不同的材料进行设计和改进，通过将不同类型的吸声装置进行组合，可以更大程度的提升吸声装置的吸声效果。亥姆霍兹共振型吸声装置利用了亥姆霍兹共振的原理，声波通过狭缝或者微孔进入腔体，在声腔内产生共振，将声能转化为热能，实现对噪声的吸收。现有研究发现，亥姆霍兹共振型吸声装置的吸声能力受微孔和腔体影响较为明显，通过对微孔和腔体的改变能够实现针对不同频率噪声的吸收。在研发设计过程中，高频率噪声往往可以通过多孔材料实现良好的吸收，而对于中低频噪声则需要通过亥姆霍兹型吸声装置进行吸收。对于普通亥姆霍兹共振器，深尺寸的腔体能够实现对更低频率噪声的吸收，但也意味着这种结构对于载运工具等应用环境的空间占用更大，因此如何实现在尽可能小的空间内实现中低频吸声，是目前吸声装置亟需解决的问题。

3、传统的亥姆霍兹型吸声装置采用微穿孔板和板后的背腔作为基本结构，由于吸声频率受腔深和微孔直径的影响，要实现低频吸声具有很深的腔体深度，对于吸声结构的空间要求很强，由于普通穿孔板共振频率单一，吸声频率范围很窄，仅能针对特定噪声实现吸声。

技术实现思路

1、本发明针对宽吸声频带、低吸声频率等设计目标，采用了亥姆霍兹共振的基本机理，即噪声通过微孔(隙)进入亥姆霍兹共振腔内部，通过噪声在特定频率上的共振使声能转化为热能，实现噪声的完美吸收。本发明过在微孔板后的的共振腔加入带有角度的腔体隔断装置，提高了下腔体的等效腔深，实现超薄低频吸声。通过两个可旋转的挡板以及穿孔位置设计，在单一腔体的基础上，提供了多个可选择的穿孔率组合，拓宽了该装置的吸声频带范围。得益于吸声装置较小的厚度，以及吸声频率可调整的特性，使得该吸声装置能够应用在空间宝贵的列车、汽车、飞机、船舶的舱室内部。

2、具体的技术方案为：

3、一种频率自适应可调的吸声装置，包括圆筒形的外腔体，外腔体的上端开口设有微孔板，下端口设有刚性背衬；

4、外腔体内设有腔体隔断装置；所述的腔体隔断装置为锥形台结构，内部为空腔，腔体隔断装置直径较大的底面朝上，并为开口状，开口的边缘与微孔板的边缘均固定在外腔体的上端开口；

5、腔体隔断装置直径较小的底面在下方，并且设有带有微孔的底板；

6、腔体隔断装置将外腔体内分割成上腔体和下腔体，在上腔体内，设有上挡板；在下腔体内设有下挡板；

7、上挡板安装在长轴上，下挡板安装在短轴上；

8、所述的长轴和短轴分别与外腔体底部的大齿轮、小齿轮连接；

9、微孔板上开设有孔，孔的位置分布与上挡板互补；通过调整上挡板旋转的角度，上挡板可将孔全部挡住，再旋转角度后，可将部分孔或者全部的孔不遮挡；

10、腔体隔断装置的底板的微孔分布与下挡板相互配合，转动下挡板可将部分微孔遮挡。

11、达到最少两个孔以及最多十六个孔的多挡位调节。

12、本发明利用亥姆霍兹共振原理，通过带倾角的腔体隔断装置的加入，提高了等效腔深，在保证低频效果的前提下缩小了88％左右的体积，同时加入可调节挡板装置，在实际使用中，通过布置前端噪音搜集装置去确定环境噪声频率范围，通过不同穿孔率搭配，使得该装置在保证体积不变得前提下，具有了环境适应性，适用于不同环境中的不同时间段的噪声处理。

技术特征：

1.一种频率自适应可调的吸声装置，其特征在于，包括圆筒形的外腔体(5)，外腔体(5)的上端开口设有微孔板(1)，下端口设有刚性背衬(6)；

2.根据权利要求1所述的一种频率自适应可调的吸声装置，其特征在于，所述的微孔板(1)上开设有孔，孔的位置分布与上挡板(2)互补；通过调整上挡板(2)旋转的角度，上挡板(2)可将孔全部挡住，再旋转角度后，可将部分孔或者全部的孔不遮挡。

3.根据权利要求1所述的一种频率自适应可调的吸声装置，其特征在于，所述的腔体隔断装置(3)的底板的微孔分布与下挡板(4)相互配合，转动下挡板(4)可将部分微孔遮挡。

技术总结
本发明提供一种频率自适应可调的吸声装置，包括圆筒形的外腔体，外腔体的上端开口设有微孔板，下端口设有刚性背衬；外腔体内设有腔体隔断装置；所述的腔体隔断装置为锥形台结构，内部为空腔，腔体隔断装置直径较大的底面朝上，并为开口状，开口的边缘与微孔板的边缘均固定在外腔体的上端开口；腔体隔断装置直径较小的底面在下方，并且设有带有微孔的底板；腔体隔断装置将外腔体内分割成上腔体和下腔体，在上腔体内，设有上挡板；在下腔体内设有下挡板；上挡板安装在长轴上，下挡板安装在短轴上；所述的长轴和短轴分别与外腔体底部的大齿轮、小齿轮连接。本发明具有了环境适应性，适用于不同环境中的不同时间段的噪声处理。

技术研发人员：谢素超,张丰翼,严宏宇,何磊,井坤坤,汪浩
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13